Respirasi Tumbuhan

Metabolisme Tumbuhan

Sel-sel yang hidup perannya identik dengan pabrik-pabrik kimia yang tergantung pada ketersediaan energi dan harus mematuhi hukum-hukum kimia. Secara kolektif, reaksi-reaksi kimia yang memungkinkan adanya kehidupan disebut metabolisme. Beribu-ribu reaksi tersebut berlangsung secara terus-menerus di dalam sel. Dengan adanya reaksi-reaksi tersebut banyak senyawa organik yang disintesis tumbuhan. Ratusan jenis senyawa dibentuk sebagai bahan penyusun struktur organel atau bagian-bagian dari sel lainnya. Tumbuhan juga menghasilkan senyawa metabolit sekunder (secondary metabolite) yang berfungsi untuk melindungi tumbuhan dari serangan serangga, bakteri, jamur, dan jenis patogen lainnya (Lakitan, 2004).

Beberapa rangkaian reaksi menghasilkan senyawa dengan molekul yang besar, seperti pati, selulosa, protein, lemak, dan asam lemak. Pembentukan senyawa yang lebih besar dari molekul yang lebih kecil dinamakan anabolisme. Reaksi anabolisme membutuhkan energi untuk kelangsungan prosesnya. Sebaliknya, katabolisme merupakan perombakan senyawa besar menjadi senyawa yang lebih kecil dengan menghasilkan energi. Salah satu reaksi yang paling penting pada katabolisme adalah respirasi. Res pirasi merupakan pemecahan molekul karbohidrat secara oksidatif menjadi CO2 dan air (Lakitan, 2004).

Baik anabolisme maupun katabolisme berlangsung secara sistematis dan teratur membentuk lintasan metabolik. Sel dapat mengatur lintasan metabolik yang dikehendakinya dan mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara memproduksi suatu katalisator dengan jumlah yang sesuai dan pada saat yang dibutuhkan. Katalisator tersebut dinamakan enzim (Lakitan, 2004).

Fungsi Spesifik Dan Nomenklatur Enzim

Salah satu sifat penting enzim adalah fungsinya yang spesifik. Setiap enzim hanya bereaksi dengan satu substrat (reactant) atau kelompok kecil substrat yang mirip satu sama lain dam memiliki fungsi sama. Pada beberapa enzim, sifat yang spesifik ini adalah absolut (Lakitan, 2004).

Pada sistem penamaan, nama enzim umumnya diberi akhiran “ase” dan dicirikan oleh substratnya serta jenis reaksi yang dipacunya. International Union of Biochemistry membuat sistem nama yang lebih panjang dan baku untuk semua enzim yang peranannya telah jelas. Sebagai contoh, sitokhrom oksidase diberi nama sitokhrom c,O2 oksidoreduktase, menunjukkan bahwa jenis sitokhrom yang berperan sebagai donor elektronnya adalah tipe c , sedangkan O2 berperan sebagai penerima elektron (Lakitan, 2004).

Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal menentukan reaksi mana yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator anorganik, sehingga ribuan reaksi dapat terjadi dengan tidak mengjasilkan produk sampingan yang beracun. Enzim juga tanggap terhadap perubahan kondisi lingkungan, sehingga perubahan dapat dilakukan oleh tumbuhan sesuai dengan perubahan unsur lingkungan (Lakitan, 2004).

Sifat-Sifat Enzim

1. Berfungsi sebagai katalisator

2. Merupakan Protein

3. Tidak tahan panas

4. Enzim merupakan suatu koloid

5. Jumlah pemnggunaan enzim pada suatu reaksi tidaklah banyak

(Lakitan, 2004).

Respirasi Suatu Proses Pembongkaran

Jika suatu biji ditumbuhkan di ruangan gelap, maka biji tersebut akan semakin bertambah beratnya. Akan tetapi, jika kita mengukur berat keringnya, maka biji yang belum tumbuh lebih berat daripada biji yang sudah tumbuh. Artinya biji yang telah tumbuh banyak menyerap air, namun biji tersebut sebearnya kehilangan sebagian dari zat organiknya. Zat organik yang hilang itu sebenarnya tidak hilang sama sekali melainkan berubah menjadi energi yang digunakan pada proses pertumbuhan biji tadi. Perubahan inilah yang merupakan prose respirasi (Dwidjoseputro, 1989).

Semua sel aktif terus-menerus melakukan respirasi, sering menyerap O2 dan melepaskan CO2 dalam volume yang sama. Namun, respirasi itu lebih dari sekedar pertukaran gas secara sederhana. Proses keseluruhannya merupakan reaksi oksidasi-reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO2, sedangkan O2 yang diserap direduksi membentuk H2O. Sebagian besar energi yang dilepaskan selama respirasi kira-kira sebesar 2870 kj atau 686 kcal per mol glukosa.

Respirasi aerob

Respirasi aerob adalah suatu proses respirasi yang membutuhkan oksigen dari udara. Air yang terlepas sebagai hasil respirasi ini dinamakan air metabolisme. Pada tanaman tinggi yang berklorofil, gula berkarbon 6 menjadi substrat. Jaika terdapat lemak, lemak tersebut akan teroksidasi setelah gula heksosa habis. Untuk dapat menjadi substrat di dalam respirasi, lemak perlu berubah terlebih dahulu menjadi asam lemak dan gliserol. Jika persediaan lemak dan karbohidrat habis maka proteinlah yang dibongkar menjadi asam amino untuk dioksidasi (Dwidjoseputro, 1989).

Respirasi Anaerob

Respirasi anaerob sebenarnyadapat pula berlangsung di dalam udara bebas, akan tetapi tidak menggunakan O₂ yang tersedia di udara bebas tersebut. Respirasi anaerob lebih sering disebut sebagai fermentasi, meskipun tidak semua fermentasi itu anaerob. Tujuannya sama dengan respirasi aerob, yaitu untuk mendapatkan energi. Namun, energi yang diperoleh dari respirasi anaerob jauh lebih kecil dibandingkan energi yang dihasilkan oleh respirasi aerob (Dwidjoseputro, 1989).

Pada umumnya, respirasi anaerob pada jaringan-jaringan di dalam tubuh tanaman tingkat tinggi hanya terjadi jika persediaan oksigen bebas tidak memenuhi jumlah maksimal yang dibutuhkan. Akan tetapi, tanggapan terhadap minimnya kadar oksigen bebas berbeda antara jaringan yang satu dengan yang lain. Misalnya kecambah jagung yang tidak dapat hidup di tempat yang tidak ada oksigennya sama sekali, sedangkan buah apel dapat bertahan berbulan-bulan di ruang penyimpanan dimana pada tempat itu hanya ada hidrogen dan nitrogen saja. Hasil respirasi anaerob di dalam jaringan-jaringan tanaman bukanlah alkohol, melainkan bermacam-macam asam organik seperti asam sitrat, asam malat, asam oksalat, dan asam tartarat (Dwidjoseputro, 1989).

Perbandingan Respirasi Aerob dan Anaerob

Pada banyak tanaman yang biasa tumbuh di darat, penggenangan air dalam waktu yang lama merupakan suatu ancaman bagi kehidupan tanaman tersebut. Respirasi aerob akan terhenti sama sekali, sedangkan respirasi anaerob tidak dapat mencukupi energi yang dibutuhkannya. Lebih dari itu, akumulasi dari hasil akhir respirasi lama-kelamaan akan menjadi racun bagi tanaman itu sendiri. Sebaliknya pada tanaman air, respirasi aerob dapat berlangsung terus karena adanya jaringan aerenkim (Dwidjoseputro, 1989).

Pada umumnya, jaringan yang dapat melangsungkan respirasi anaerob itu lebih mengutamakan respirasi aerob jika memiliki suatu kesempatan. Hal tersebut dikarenakan respirasi aerob lebih banyak menghasilkan energi daripada respirasi anaerob. Perubahan sikap jaringan tumbuhan yang seperi itu dinamakan efek Pasteur (Dwidjoseputro, 1989).

Enzim-Enzim yang Aktif Dalam Respirasi

A. 1.Transposporilase

Mendistribusikan H₃PO₄ dari molekul yang satu ke molekul yang lain.

B. 2.Desmolase

Enzim golongan ini membantu dalam pemindahan atau penggabungan ikatan-ikatan karbon seperti adolase di dalam pemecahan fruktosa menjadi gliseraldehida dan dehidroksiaseton

C. 3. Karboksilase

Enzim ini dapat membantu perubahan asam organik secara bolak-balik.

D. Hidrase

Enzim ini berfungsi untuk menambahkan atau mengurangi air dari suatu senyawa dengan tidak menyebabkan terurainya senyawa tersebut. Enolase, fumarase, dan akonitase adalah enzim-enzim yang termasuk golongan hidrase.

E. Dehidrogenase

Untuk memindahkan hidrogen dari zat yang satu ke yang lain

(Dwidjoseputro, 1989).

Kosien Respirasi

Jumlah CO₂ yang terlepas dibagi dengan jumlah O₂ yang diperlukan dalam respirasi merupakan suatu angka yang disebut kosien respirasi. Kosien respirasi itu benar-benar 1 jika yang menjadi substrat adalah gula (biasanya glukosa dan fruktosa). Namun, pada kenyataannya sangat jarang kosien respirasi suatu tanaman bernilai 1. Penyimpangan ini bisa terjadi karena beberapa faktor, misalnya jenis substrat, kadar O₂ di dalam udara, persediaan air, cahaya, dan pengaruh bahan kimia (toksin) (Dwidjoseputro, 1989).

DAFTAR PUSTAKA

Dwidjoseputro. 1989. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia : Jakarta

Lakitan, Benyamin. 2004. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT. Raja Grafindo Persada : Jakarta

Salisbury. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Penerbit ITB : Bandung

Perkecambahan Kultur Biji Anggrek

Perkecambahan adalah munculnya individu baru dari suatu biji tanaman. Peristiwa ini merupakan salah satu tahapan pada siklus hidup tumbuhan. Tidak hanya secara in vivo, perkecambahan juga dapat dilakukan secara in vitro melalui teknik kultur jaringan dimana prosesnya lebih sering disebut sebagai kultur organ (biji). Nurfadilah (2011) mengemukakan bahwa pada saat dikulturkan secara in vitro biji anggrek mengalami 5 fase Fase 0 (nol) merupakan fase awal dimana biji belum terlihat berkecambah. Selanjutnya fase 1 yaitu tahapan dimana biji membentuk protokom. Protokom adalah struktur bulat padat berwarna hijau yang nantinya akan membentuk organ pada perkembangan embrio selanjutnya. Setelah fase 1, biji akan mengalami fase 2 yang ditandai dengan membesarnya protokorm dan terbentuknya primordia daun. Kemudian biji akan mengalami fase 3 dimana protokorm mulai membentuk daun dan akar yang pertama. Selanjutnya akan terlihat beberapa helaian daun-daun kecil beserta akar yang menandakan pertumbuhan biji berada pada fase 4. Tahapan perkembangan yang terakhir adalah terbentuknya tanamana kecil atau planlet yang merupakan fase 5 sekaligus fase tahapan terakhir dari pertumbuhan dan perkembangan awal suatu biji anggrek.

Singkat Kata Tentang Polinasi

(Courtesy: Youtube)

Polinasi atau lebih dikenal sebagai penyerbukan merupakan peristiwa alami yang dibutuhkan semua jenis tumbuhan untuk berkembangbiak. Namun setiap jenis memiliki cara tersendiri untuk melakukan penyerbukan. Karena tumbuhan adalah mahkluk hidup yang sifatnya statis atau tak dapat berpindah tempat, maka tumbuhan membutuhkan perantara supaya proses polinasinya bisa terus dilakukan.

Salah satu perantara yang membantu penyerbukan pada tanaman adalah serangga atau lebah.

Bagaimana lebah dapat mengetahui bahwa jenis tanaman tersebut membutuhkan 'bantuannya'?

Tanaman juga melakukan mekanisme adaptasi dimana ia akan mengeluarkan senyawa kimia yang dapat menarik perhatian serangga sehingga si serangga mendatangi tanaman...hinggap di atas bunganya....yang secara tak langsung kunjungan tersebut telah membantu tanaman melakukan penyerbukan. Dari video di atas terlihat bahwa tanaman anggrek membentuk dirinya menyerupai tubuh lebah dimana hal tersebut dimaksudkan untuk menarik lawan jenis lebah 'asli' supaya melakukan kunjungan. Dengan begitu terjadilah penyerbukan tanaman oleh lebah

ZPT Transport

Transport ZPT pada tumbuhan

Flora Vs Vegetasi

Elektroforesis

Elektroforesis adalah teknik pemisahan komponen atau molekul bermuatan berdasarkan perbedaan tingkat migrasinya dalam sebuah medan listrik. Medan listrik dialirkan pada suatu medium yang mengandung sampel yang akandipisahkan. Teknik ini dapat digunakan dengan memanfaatkan muatan listrik yang ada pada makromolekul. Jika molekul yang bermuatan negatif dilewatkan melalui suatu medium, kemudian dialiri arus listrik dari suatu kutub ke kutub yang berlawanan muatannya maka molekul tersebut akan bergerak dari kutub negatif ke kutub positif. Kecepatan gerak molekul tersebut tergantung pada perbandingan muatan terhadap massanya serta molekulnya. 

Secara umum, elektroforesis dibedakan menjadi dua; yaitu:

1. Elektroforesis kertas adalah jenis elektroforesis yang terdiri dari kertas sebagai fase diam dan partikel bermuatan yang terlarut sebagai fase gerak. Pemisahan ini terjadi akibat adanya gradasi konsentrasi sepanjan gsistem pemisahan. Pergerakan partikel dalam kertas tergantung pada muatan atau valensi zat terlarut, luas penampang, tegangan yang digunakan, konsentrasi elektrolit, kekuatan ion, pH, viskositas, dan adsorpsivitas zat terlarut.
2. Elektroforesis gel ialah elektroforesis yang menggunakan gel sebagai fase diam untuk memisahkan molekul-molekul. Awalnya elektoforesis gel dilakukan dengan medium gel kanji (sebagai fase diam) yang seiring berjalannya waktu elektroforesis gel berkembang dengan menjadikan agarosa dan poliakrilamida sebagai gel media.